국내 연구진이 대일 의존도가 높은 전극 소재를 대체할 만한 공정을 개발했다.한국생산기술연구원 나노·광융합기술그룹 윤창훈 박사 연구팀은 16일 전도성 고분자에 레이저를 쬐는 물리적 방식으로 전기 전도도를 높이는 기술을 세계 최초로 구현했다고 밝혔다.
스마트폰이나 각종 전자기기 디스플레이에는 얇은 막 형태의 투명 전극이 들어가는데, 이 소재로는 인듐 주석 산화물(ITO·Indium Tin Oxide)이 주로 쓰인다.
ITO는 전기 전도도가 높지만 휘거나 굽힐 때 쉽게 깨진다.대일 의존도도 70％대에 달한다.
윤창훈 박사팀은 전도성 고분자(PEDOT:PSS) 투명전극에 1천64㎚ 파장대의 적외선 레이저를 쬐면 전도도가 1천배가량 높아지는 물리적 현상을 발견했다.
전도성 고분자 전기 전도도는 ITO보다 1천분의 1 낮은 수준이었는데, 레이저 공정을 거치면 성능을 ITO와 비슷하게 맞출 수 있다는 것이다.실제 연구팀은 전도성 고분자 용액을 기판에 바른 뒤 레이저를 내리쬐는 방법으로 기존 ITO 박막 수준의 전도도를 구현하는 데 성공했다.
연구팀이 다룬 PEDOT:PSS 용액과 1천64㎚ 파장대의 레이저 장비는 이미 상용화돼 있다.
PEDOT:PSS 용액은 더욱이 국내에서 조달할 수 있어 투명전극 분야 소재 자립화까지 가능할 것으로 평가받는다.이번 기술은 플렉시블 디스플레이뿐 아니라 접히는 태양광 패널 제작 등에도 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
윤창훈 박사는 "유기발광다이오드(OLED)에 레이저를 쬐면 발광 도가 떨어지는 현상을 연구하던 중 유사 물질인 전도성 고분자에 레이저를 쏴 봤더니 전기 저항이 떨어지는 현상이 나타났다"며 "뜻밖의 결과를 발견하게 된 것을 계기로 이번 공정 기술을 개발할 수 있었다"고 말했다.
성과를 담은 논문은 지난 9월 영국왕립화학회(Royal Society of chemistry)의 '머티리얼스 호라이즌스'(Materials Horizons) 온라인판에 실렸다.